某礦井永久避難硐室供電及環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

姜霏

摘要： 當(dāng)井下發(fā)生災(zāi)情后，避難硐室為無(wú)法及時(shí)撤離的避險(xiǎn)人員提供的一個(gè)安全避險(xiǎn)空間，并為應(yīng)急救援創(chuàng)造條件、贏得時(shí)間。本文對(duì)永久避難硐室內(nèi)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得有關(guān)人員實(shí)時(shí)掌握硐室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)，有利于被困人員全避險(xiǎn)和及時(shí)脫險(xiǎn)；也有利于地面救援人員把握被困人員現(xiàn)狀、通話調(diào)度和策劃最佳救援方案，最大限度地保證逃生人員的安全。

關(guān)鍵詞： 避難硐室；安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)；人員定位系統(tǒng)；通信系統(tǒng)；供電系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：F273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）05-0025-02

1 井下避難硐室概述

當(dāng)井下發(fā)生災(zāi)情后，避難硐室為無(wú)法及時(shí)撤離的人員提供一個(gè)安全避險(xiǎn)空間，并為應(yīng)急救援創(chuàng)造條件、贏得時(shí)間，永久避難硐室服務(wù)年限一般不低于5年。永久避險(xiǎn)硐室由過(guò)度硐室和生存硐室等構(gòu)成，采用向外開(kāi)啟的兩道門(mén)結(jié)構(gòu)，第一道門(mén)為防護(hù)防火密閉門(mén)，第二道門(mén)為密閉門(mén)，兩道隔離門(mén)之間為過(guò)渡硐室，第二道密閉門(mén)以內(nèi)為生存硐室。本設(shè)計(jì)礦井設(shè)有一座100人永久避難硐室。

2 設(shè)計(jì)目的

本文對(duì)永久避難硐室內(nèi)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得有關(guān)人員實(shí)時(shí)掌握硐室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)變化情況，有利于避險(xiǎn)人員根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)安全避險(xiǎn)和及時(shí)出避難硐室脫險(xiǎn)；也有利于地面救援人員把握被困人員現(xiàn)狀，策劃最佳救援方案，最大限度地保證人員安全。供電系統(tǒng)用于緊急避險(xiǎn)設(shè)施日常供電、日常照明，并在遇險(xiǎn)避難時(shí)，提供應(yīng)急供電。

3 礦井主要系統(tǒng)

礦井安裝了KJ95N型煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由地面中心站（監(jiān)控主機(jī)）、數(shù)據(jù)傳輸接口、通用分站及各種礦用傳感器、通訊線纜等組成。系統(tǒng)可對(duì)礦井中的甲烷、一氧化碳、風(fēng)速、溫度、負(fù)壓等環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

3.1 調(diào)度聯(lián)絡(luò)系統(tǒng) 礦井現(xiàn)已安裝一套SH-3000D型調(diào)度交換機(jī)。該系統(tǒng)配備的觸摸式調(diào)度臺(tái)，用來(lái)提供通話錄音、呼叫定位、多方通話、會(huì)議電話，群呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等功能。系統(tǒng)采用數(shù)字中繼接入縣網(wǎng)通公司cc08遠(yuǎn)端交換模塊，使礦井內(nèi)外實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)互通。

3.2 無(wú)線通訊系統(tǒng) 礦井現(xiàn)已安裝KT130型礦用無(wú)線通訊系統(tǒng)。系統(tǒng)由IP交換機(jī)、地面基站、礦用環(huán)網(wǎng)接入器、井下基站、礦用本安手機(jī)及其它配套設(shè)備組成。系統(tǒng)可通過(guò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備（中繼插板）與調(diào)度通訊系統(tǒng)無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)無(wú)線手機(jī)與調(diào)度電話之間互通及井下通訊一體化。

3.3 應(yīng)急救援廣播系統(tǒng) 礦井現(xiàn)已安裝一套KT179型應(yīng)急救援廣播系統(tǒng)，系統(tǒng)主要設(shè)備包括信號(hào)源部分、智能應(yīng)急救援廣播控制主機(jī)、信號(hào)傳輸部分、礦用本安型音箱等。該系統(tǒng)為全數(shù)字型本安系統(tǒng)，地面廣播主機(jī)通過(guò)通信線纜連接井下的本安型廣播分站，通過(guò)廣播主機(jī)對(duì)井下安裝的本安型廣播分站進(jìn)行語(yǔ)音廣播或播放背景音樂(lè)。在緊急情況下，地面調(diào)度指揮中心可通過(guò)廣播主機(jī)對(duì)井下進(jìn)行緊急呼叫，通知人員進(jìn)行疏散撤離，為應(yīng)對(duì)緊急突發(fā)事件提供快速應(yīng)急措施，也為礦井的安全提供保障。

3.4 井下人員定位系統(tǒng) 礦井現(xiàn)已安裝了KJ69J井下人員定位系統(tǒng)，系統(tǒng)由地面中心站、無(wú)線編碼發(fā)射器、無(wú)線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)分站、讀卡器等設(shè)備構(gòu)成。通過(guò)該系統(tǒng)可以隨時(shí)了解井下人員的流動(dòng)情況、了解當(dāng)前井下人員的數(shù)量及分布情況。當(dāng)有事故發(fā)生時(shí)，救援人員可根據(jù)該系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)，迅速了解有關(guān)人員所處的位置情況，及時(shí)采取相應(yīng)的救援措施，提高應(yīng)急救援工作的效率。

4 避難硐室內(nèi)各系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 井下避難硐室環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 災(zāi)害發(fā)生時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)掌握硐室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)變化情況，有利于避險(xiǎn)人員根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全避險(xiǎn)或及時(shí)出避難硐室脫險(xiǎn)；也有利于地面救援人員把握被困人員現(xiàn)狀、實(shí)現(xiàn)通話調(diào)度和策劃最佳救援方案，最大限度保證逃生人員的安全。

設(shè)計(jì)在避難硐室內(nèi)配備獨(dú)立的內(nèi)外環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)裝置。生存硐室內(nèi)共設(shè)置四臺(tái)KJ95N型監(jiān)控分站，其中兩臺(tái)接入井下現(xiàn)有安全監(jiān)控系統(tǒng)，上傳至調(diào)度監(jiān)控中心。井下監(jiān)控系統(tǒng)干線穿預(yù)埋管引入硐室內(nèi)；另兩臺(tái)通過(guò)緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)專用光纜接入礦井地面監(jiān)控系統(tǒng)中心站。緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)專用光纜選用24芯鎧裝單模光纜，沿鉆孔由地面調(diào)度中心引入井下避難硐室。

設(shè)計(jì)在避難硐室外設(shè)置兩套氧氣、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳傳感器；過(guò)渡硐室設(shè)置兩套氧氣、一氧化碳傳感器；生存硐室內(nèi)設(shè)置兩套壓力、氧氣、瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、溫度、濕度傳感器。其中一套傳感器接入與井下監(jiān)控系統(tǒng)相連的兩臺(tái)分站，一套傳感器接入與地面中心站監(jiān)控系統(tǒng)相連的兩臺(tái)分站。當(dāng)井下發(fā)生災(zāi)害時(shí)，若一套系統(tǒng)遭受破壞，另一套仍能保證在突發(fā)緊急情況下人員避險(xiǎn)時(shí)，可靠地對(duì)過(guò)渡硐室、避難硐室外及避難硐室內(nèi)的環(huán)境參數(shù)及避難硐室內(nèi)外壓差進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)揮安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在避險(xiǎn)和應(yīng)急救援中的作用。

4.2 人員定位系統(tǒng) 設(shè)計(jì)在生存硐室內(nèi)的兩端，共設(shè)置4臺(tái)KJ69J型人員定位系統(tǒng)分站，每端兩臺(tái)，分站配置讀卡器，實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)、出緊急避險(xiǎn)設(shè)施的人員進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。每端各有一臺(tái)分站井接入井下現(xiàn)有人員定位系統(tǒng)，上傳至調(diào)度監(jiān)控中心。井下人員定位系統(tǒng)干線穿預(yù)埋管引入硐室內(nèi)；另外兩臺(tái)人員定位系統(tǒng)分站通過(guò)緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)專用的24芯光纜接入礦井地面人員定位系統(tǒng)主機(jī)。兩套系統(tǒng)可靠地保證了在井下發(fā)生災(zāi)害時(shí)，隨時(shí)查詢進(jìn)入避險(xiǎn)設(shè)施內(nèi)人員的身份、數(shù)量，充分發(fā)揮其安全避險(xiǎn)的應(yīng)急救助作用。

4.3 通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)

4.3.1 調(diào)度通信系統(tǒng) 設(shè)計(jì)在避難硐室內(nèi)安裝兩部調(diào)度電話，兩部電話均與地面調(diào)度中心直通。一部調(diào)度電話就近接入過(guò)井下調(diào)度通信系統(tǒng)，連接的通信電纜穿預(yù)埋管引入避難硐室；另一部通過(guò)避難硐室專用通信電纜接入地面調(diào)度中心。設(shè)計(jì)選用一根10對(duì)專通信電纜，由地面調(diào)度交換機(jī)引出，經(jīng)鉆孔引入避難硐室。

4.3.2 應(yīng)急廣播系統(tǒng) 礦井井下已設(shè)有一套KT179型應(yīng)急救援廣播系統(tǒng)。設(shè)計(jì)在生存硐室內(nèi)安裝一套音箱及礦用本安型擴(kuò)音電話，接入井下廣播通信系統(tǒng)，井下廣播系統(tǒng)干線電纜穿預(yù)埋管引入硐室。endprint

4.3.3 無(wú)線通信系統(tǒng) 設(shè)計(jì)在避難硐室內(nèi)設(shè)置一臺(tái)KT130無(wú)線通信系統(tǒng)基站，實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。

4.3.4 視頻監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計(jì)在生存硐室內(nèi)安裝兩臺(tái)礦用隔爆型攝像儀和一個(gè)井上下監(jiān)控顯示屏，實(shí)現(xiàn)地面和井下通信的可視性。硐室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備通過(guò)避難硐室專用光纜接入地面調(diào)度指揮中心工業(yè)電視系統(tǒng)。

4.4 避難硐室供電系統(tǒng) 避難硐室供電系統(tǒng)用于緊急避難硐室日常及應(yīng)急狀況的供電、照明。

4.4.1 供電系統(tǒng) 避難硐室供電按一級(jí)負(fù)荷考慮，設(shè)計(jì)采用雙回660V電源供電，其中一路引自井下中央變電所，電源線路選擇MYJV22-4×25mm2動(dòng)力電纜，沿預(yù)埋管引入避難硐室；另一路引自地面配電點(diǎn)，沿鉆孔引入避難硐室。

地面鉆孔附近建彩鋼板房，房間內(nèi)安裝一臺(tái)E167-03-50/0.38kV 0.38/0.66kV 50kVA變壓器及一臺(tái)KBZ-200/660V礦用隔爆型真空饋電開(kāi)關(guān)，為井下避難硐室提供660V電源，其380V電源引自礦井地面變電所380V母線。避難硐室內(nèi)設(shè)置4臺(tái)KBZ-200/660V礦用隔爆型真空饋電開(kāi)關(guān)（兩臺(tái)進(jìn)線開(kāi)關(guān)、兩臺(tái)配電開(kāi)關(guān)）、2臺(tái)ZBZ-4/660V 660/127V 4kVA礦用隔爆型照明信號(hào)綜合保護(hù)裝置，以127V向監(jiān)控分站、人員定位分站、攝像儀、照明燈具等設(shè)備供電，并對(duì)后續(xù)線路進(jìn)行保護(hù)。

4.4.2 照明系統(tǒng) 照明電源引自硐室內(nèi)ZBZ-4/660V 660/127V 4kVA礦用隔爆型照明信號(hào)綜合保護(hù)裝置，電壓等級(jí)為127V。根據(jù)避難硐室的需求，選用節(jié)能環(huán)保的隔爆兼本質(zhì)安全型LED照明燈，照明燈采用LED冷光源大功率發(fā)光元件作為光源，具有發(fā)光效率高，耗電低，工作溫度低，使用壽命長(zhǎng)，體積小等優(yōu)點(diǎn)。照明燈具吊掛安裝，燈具掛鉤現(xiàn)場(chǎng)自制，燈具安裝間隔為3米左右。

遇險(xiǎn)避難時(shí)，為給礦工進(jìn)入煤礦井下避難硐室時(shí)提供照明，以及避難硐室內(nèi)的關(guān)鍵地點(diǎn)提供應(yīng)急照明，硐室內(nèi)設(shè)置礦燈120盞，以確保照明安全和照明質(zhì)量。

井下個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入硐室線纜敷設(shè)完成后，應(yīng)對(duì)所穿鋼管進(jìn)行嚴(yán)密封堵。

5 災(zāi)變后緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)應(yīng)急管理措施

當(dāng)發(fā)生各種災(zāi)害時(shí)，井下無(wú)法撤離的作業(yè)人員，按照所在地點(diǎn)的避害災(zāi)路線，進(jìn)入避險(xiǎn)設(shè)施。進(jìn)入避難硐室后，現(xiàn)場(chǎng)第一負(fù)責(zé)人必須在最短時(shí)間內(nèi)掌握整個(gè)避險(xiǎn)設(shè)施中人員健康情況，盡快與地面救援指揮中心取得聯(lián)系，及時(shí)準(zhǔn)確匯報(bào)事故及人員情況，并接受地面救援中心的指揮。必須按井下緊急避險(xiǎn)設(shè)施的各項(xiàng)規(guī)定操作各系統(tǒng)、設(shè)備。

設(shè)計(jì)依據(jù)：

相關(guān)專業(yè)提供的技術(shù)資料：

①《煤礦安全規(guī)程》；

②《煤礦井下供配電設(shè)計(jì)規(guī)范》；

③《礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》；

④《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測(cè)儀器使用管理規(guī)范》（AQ1029-2007）；

⑤《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》（AQ6201-2006）；

⑥國(guó)家安全監(jiān)管總局和國(guó)家煤礦安監(jiān)局《關(guān)于建設(shè)完善煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的通知》（安監(jiān)總裝[2010]146號(hào)）；

⑦國(guó)家安全監(jiān)管總局國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于印發(fā)《煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)管理暫行規(guī)定的通知》（安監(jiān)總煤裝[2011]15號(hào)）；

⑧國(guó)家安全監(jiān)管總局、國(guó)家煤礦安監(jiān)局關(guān)于印發(fā)《煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”建設(shè)完善基本規(guī)范（試行）（安監(jiān)總煤裝[2011]33號(hào)）》的通知；

⑨國(guó)家安全監(jiān)管總局、國(guó)家煤礦安監(jiān)局印發(fā)《關(guān)于煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)管理有關(guān)事項(xiàng)的通知》（安監(jiān)總煤裝[2012]15號(hào)）；

⑩國(guó)家安全監(jiān)管總局、國(guó)家煤礦安監(jiān)局印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)建設(shè)的通知》（安監(jiān)總煤裝[2013]10號(hào)）。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫繼平.煤礦井下緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)， 2011（01）.

[2]楊健，丁銀磊，姜軍.煤礦井下臨時(shí)避難硐室設(shè)計(jì)及施工方法[J].科技信息，2012（27）.

[3]彭懷喜，李軍校.避難硐室錨索反底拱聯(lián)合支護(hù)實(shí)踐[J].科技與企業(yè)，2012（17）.endprint